Ključna razlika – cDNA naspram genomske biblioteke
Postoje dvije glavne vrste DNK biblioteka koje su konstruirali znanstvenici koristeći se tehnikama genetskog inženjeringa. To su cDNA biblioteka i Genomska biblioteka. Ključna razlika između cDNA i genomske biblioteke je u tome što cDNA biblioteka sadrži kloniranu komplementarnu DNA ukupne mRNA organizma, dok genomska DNA biblioteka sadrži klonirane fragmente cijelog genoma organizma. Knjižnica genomske DNK veća je od knjižnice cDNK.
Što je genomska biblioteka?
Knjižnica genomske DNK zbirka je klonova koji nose fragmente ukupne genomske DNK organizma. Sadrži cjelokupnu genomsku DNK tog organizma, uključujući kodirajuće i nekodirajuće sekvence. Izgradnja genomske biblioteke izvodi se tehnologijom rekombinantne DNA nakon čega slijedi kloniranje (genetski inženjering). Postoje različiti koraci uključeni u konstrukciju kao što je prikazano na slici 01. Proces počinje izolacijom genomske DNA. Primjenom odgovarajućeg protokola za ekstrakciju DNK potrebno je izolirati ukupnu genomsku DNK organizma. Zatim bi se DNK trebala pretvoriti u upravljive veličine ili u specifične fragmente pomoću restrikcijskih endonukleaza (enzima za rezanje DNK). Fragmentiranu DNA treba umetnuti u vektore pomoću DNA ligaza (enzima za spajanje DNA). Vektor je organizam koji se sam umnožava. Plazmidi i bakteriofagi često su korišteni vektori u tehnologiji rekombinantne DNA. Ovi vezani vektori poznati su kao rekombinantne molekule DNA budući da nose i vlastite i umetnute sekvence DNA. Rekombinantni vektori dodaju se bakteriji domaćinu i natjeraju ih da preuzmu rekombinantne vektore unutar bakterijske stanice. Bakterije s rekombinantnim vektorima (plazmidi) trebaju se uzgajati u mediju kulture. Tijekom razmnožavanja bakterija, bakterijska DNA, zajedno s rekombinantnim plazmidima, replicira njihove genome i proizvodi klonove. Ovi klonovi sadrže cijeli genom izvornog organizma. Stoga se naziva genomska biblioteka. Plazmidi se lako mogu odvojiti od bakterijske kromosomske DNA kako bi se konstruirala genomska biblioteka tog organizma. Ako određeni organizam sadrži zainteresirane gene, lako ga je otkriti u genomskoj biblioteci hibridizacijom pomoću molekularnih sondi (markera).
Genomske biblioteke važne su za proučavanje genomske strukture i funkcije, specifičnih gena, lokacije gena, mapiranja gena, mutacija, sekvenciranja gena, identifikacije novih terapeutskih gena itd.
Slika_1: Konstrukcija genomske knjižnice
Što je cDNA biblioteka?
Knjižnica cDNA zbirka je komplementarnih klonova DNA (cDNA) sintetiziranih iz ukupne mRNA organizma. Postupak izgradnje uključuje različite korake. Pročišćavanje ukupne mRNA iz organizma je prvi uključeni korak. Izolirana mRNA pretvara se u cDNA niti procesom koji se naziva reverzna transkripcija. Reverznu transkripciju olakšava enzim koji se zove reverzna transkriptaza. Koristi mali 3' primer i inicira sintezu prvog cDNA lanca komplementarnog predlošku mRNA lanca. Rezultirajuća dvolančana cDNA pretvara se u manje fragmente pomoću restrikcijskih endonukleaza i umeće u prikladne vektore. Ove konstruirane rekombinantne molekule se zatim dodaju u organizam domaćina i uzgajaju u mediju kulture kako bi se proizveli klonovi. Zbirka klonova koja sadrži cDNA fragmente organizma poznata je kao cDNA knjižnica. Potpuno izrezana zrela mRNA ne sadrži introne i regulatorne regije. Stoga nekodirajući fragmenti nisu prisutni u cDNA bibliotekama za razliku od genomske biblioteke.
cDNA biblioteke važne su za analizu kodirajućih regija, funkcija gena, ekspresije gena itd.
Slika_2: Konstrukcija cDNA biblioteke
Koja je razlika između cDNA i genomske biblioteke?
cDNA vs genomska biblioteka |
|
| cDNA biblioteka je zbirka klonova koji nose komplementarnu DNA mRNA organizma | Genomska biblioteka zbirka je klonova koji nose ukupnu genomsku DNK organizma. |
| Kodiranje naspram nekodiranih sekvenci | |
| cDNA biblioteka sadrži samo kodirajuće sekvence; ne sadrži introne. | Genomska biblioteka sastoji se od cijele genomske DNK uključujući nekodirajuću (introne i regulatornu) DNK. |
| Veličina | |
| cDNA biblioteka je mala. | Genomska biblioteka je velika. |
| Početni materijal | |
| Polazni materijal je mRNA | Početni materijal je DNK. |
| Uključenost obrnute transkripcije. | |
| Reverzna transkripcija događa se u prvoj sintezi cDNA lanca. | Obrnuta transkripcija se ne događa. |
Sažetak – cDNA i genomska biblioteka
Genomska biblioteka predstavlja populaciju klonova koji nose fragmentiranu ukupnu genomsku DNK organizma. cDNA biblioteka predstavlja populaciju klonova koji nose komplementarnu DNA ukupne mRNA organizma. cDNA klon sadrži samo sekvence koje se nalaze u mRNA dok genomski klon sadrži sekvence cijelog genoma. Ovo je razlika između cDNA i genomske biblioteke.
